一種車輛座椅非線性減震懸架的製作方法
2023-05-24 18:34:06 1
專利名稱：一種車輛座椅非線性減震懸架的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛駕駛員座椅的減震裝置，具體的說是一種車輛座椅非線性減
背景技術：
車輛行駛時，受輪胎與地面間作用力的激勵而產生強烈的衝擊與振動，研究表明， 駕駛員長期處於低頻、大振幅的振動環境裡，肌肉和神經緊張，心肺活動加劇，胃腸不適，久而久之，出現明顯的生理退變和職業病，如脊錐增生、畸形和勞損，神經衰弱，視力下降，關節疼痛，腸胃出血等。近幾十年來，與乘員健康有關的乘坐振動研究一直倍受重視。車輛乘坐振動的大小取決於其輪胎、懸架和座椅的結構和參數。改善輪胎和懸架參數可提高乘坐舒適性，但同時會影響操縱穩定性、制動性、承載量等性能。因此，採用合適的座椅懸架是改善乘坐條件最簡易和行之有效的方法。座椅懸架按彈性特性可分為線性和非線性兩種。線性懸架的剛度受到行程的限制，通常不能過低，其固有頻率往往難以避開駕駛室底板譜的峰值頻率，因此，隔振能力受到限制。非線性座椅懸架在靜平衡位置附近的等效固有頻率可避開底板譜的峰值頻率，又遠離人體的振動敏感頻段(4-8HZ)，可獲得較高的隔振能力，且製造成本增加不多，因此正越來越多地受到研究、製造單位的重視。非線性懸架座椅可在整機一階固頻較低的汽車、拖拉機、農用運輸車、工程機械等車輛上推廣應用，對改善勞動條件、提高車輛在國內、國際市場上的競爭力發揮積極的作用。國外車輛座椅一般由專業廠生產，有穩定的開發隊伍，比較典型的座椅公司有德國的GRAMMER公司、英國的B0STRUM公司，其產品在歐美市場的佔有率在50%以上。專業公司生產多種結構和檔次的座椅產品，滿足不同行業(飛機、汽車、拖拉機、火車、甚至辦公用椅)的需求。近年來，各種帶有線性懸架和非線性懸架的座椅產品相繼出現在中型、重型貨車和大型客車上，有源懸架座椅也開始出現在高檔車輛上，極大地改善了車輛的乘坐舒適性。國產拖拉機、工程機械上較多地採用了線性懸架座椅，汽車行業多為無懸架座椅，一些較高檔的座椅也大都是仿製國外的線性懸架座椅，如西安華泰座椅廠仿製的斯泰爾座椅。 國產座椅生產廠一般規模較小，基本無開發能力，座椅產品大都結構尺寸不合理，調節機構不全，座椅的動態舒適性超標，座椅的靜態舒適性也較差。因此，開發研製國產汽車的懸架座椅(特別是開發帶有非線性懸架的座椅產品)、優化座面和靠背的結構參數，對提高國產汽車的乘座舒適性具有十分重要的意義。近年來，為提高車輛的乘坐舒適性，拖拉機、工程機械、汽車行業均制定了振動的評價標準，規定了明確的評價指標及限值，開發高性能的減振座椅勢在必行。從國內的技術水平及市場承受能力來看，非線性懸架座椅將是今後一段時期的開發重點。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種車輛座椅非線性減震懸架，該懸架結構簡單、調整方便，能夠提高車輛座椅的隔振能力。本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案是一種車輛座椅非線性減震懸架，包括座椅面板、下底板、剪杆I和剪杆II，在座椅面板的下端面和下底板的上端面分別設有兩個對稱的滑道，剪杆I 一端與座椅面板鉸接，另一端與設在下底板上端面滑道內的滑杆I連接，剪杆II一端與下底板鉸接，另一端與設在座椅面板下端面滑道內的滑杆II連接，還設有減震支撐杆、減震曲面板和導向支撐輪，導向支撐輪設置在下底板的上端面，減震支撐杆的一端與減震曲面板的上端面固定連接，另一端通過轉軸與剪杆I的上端連接， 減震曲面板的下端面為內凹的曲面，減震曲面板的下端面壓在導向支撐輪上，在轉軸上設有扭簧，扭簧的一端與剪杆I連接，另一端與減震支撐杆連接。所述的減震曲面板，其下端面為非線性曲面。所述的減震曲面板，其下端面中部的曲率大於兩端的曲率，並且減震曲面板朝向轉軸的一端的曲率小於另一端的曲率。 所述的座椅面板上設有靠背。本發明提出確定車輛理想非線性彈性特性。根據隔振理論，分析車輛在常用車速、 滿負荷工作時實測的底板譜，得到理想的非線性彈性特性曲線。然後，採用由線性彈性元件與減震曲面板的曲面相結合實現給定的非線性彈性特性。給定非線性彈性特性及其它構件的幾何參數，藉助於計算機反求出曲面板的形狀，從而保證給定的非線性特性。本發明的有益效果是採用線性彈性元件與非線性曲面相結合實現了非線性彈性特性。懸架結構簡單、調整方便、重量輕、造價低廉，是一種值得在各種貨車、工程機械及拖拉機上推廣的座椅懸架。通過道路平順性對比試驗證明，採用本座椅懸架後，車輛的隔振能力平均提高40%以上，且車速越高提高幅度越大。
圖1是座椅懸架理想的非線性剛度曲線圖； 圖2是本發明的結構示意圖3是本發明減震支撐杆和減震曲面板的運動方式示意圖。圖中標記1、座椅面板，2、下底板，3、剪杆I，4、剪杆II，5、滑道，6、滑杆I，7、滑杆 II，8、減震支撐杆，9、減震曲面板，10、導向支撐輪，11、轉軸，12、扭簧，13、靠背。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的技術方案進行詳細說明。由已知車型駕駛室底板譜的統計特性出發，以座椅面板響應的加權加速度均方根值為目標函數，採用隨機方向法優化座椅懸架參數，得到理想的非線性彈性特性，如圖1所示。本發明車輛座椅非線性減震懸架的結構如圖2所示，減震懸架包括座椅面板1、下底板2、剪杆I 3和剪杆II 4，在座椅面板1的下端面和下底板2的上端面分別設有兩個對稱的滑道5，剪杆I 3 —端與座椅面板1鉸接，另一端與設在下底板2上端面滑道內的滑杆 I 6連接，剪杆II 4 一端與下底板2鉸接，另一端與設在座椅面板1下端面滑道內的滑杆II 7連接。剪杆I 3和剪杆II 4構成剪式導向機構，剪杆I 3和剪杆II 4的一端可以分別通過滑杆I 6和滑杆II 7在對應的滑道內滑動，可較好的保證座椅面只作垂直運動。減震懸架還設有減震支撐杆8、減震曲面板9和導向支撐輪10，導向支撐輪10設置在下底板2的上端面，減震支撐杆8的一端與減震曲面板9的上端面固定連接，另一端通過轉軸11與剪杆I 3的上端連接，減震曲面板9的下端面為內凹的曲面，減震曲面板9的下端面壓在導向支撐輪10上。減震懸架的彈性元件為扭簧12，扭簧12設置在轉軸11上， 扭簧12的一端與剪杆I 3連接，另一端與減震支撐杆8連接。假設座椅懸架下底板2與地面固連，在座椅懸架受力運動時固定不動，當外力引起座椅面板1和下底板2相對運動時，扭簧12受扭，減震曲面板9在導向支撐輪10上滑動， 減震曲面板9的形狀決定了扭簧12的受扭角度，亦即決定了座椅懸架的彈性特性。圖3是減震支撐杆和減震曲面板在震動時的運動方式示意圖。本發明採用導向支撐輪10支撐減震曲面板9的減震方式，在座椅面板1運動過程中，減震曲面板9隨減震支撐杆8的轉動而發生角度變化，座椅懸架在升降的不同階段的彈性特性，從而提高減震效果。所述的減震曲面板9，其下端面為非線性曲面。減震曲面板9下端面中部的曲率大於兩端的曲率，並且減震曲面板9朝向轉軸的一端的曲率小於另一端的曲率。這樣的曲面設計能進一步提高座椅懸架的減震效果。所述的座椅面板1上設有靠背13。該座椅懸架不帶阻尼機構，這樣懸架結構簡單、 成本低、工作可靠性高。
權利要求
1.一種車輛座椅非線性減震懸架，包括座椅面板(1)、下底板(2)、剪杆I (3)和剪杆II (4)，在座椅面板(1)的下端面和下底板(2)的上端面分別設有兩個對稱的滑道(5)，剪杆I (3) —端與座椅面板(1)鉸接，另一端與設在下底板(2)上端面滑道內的滑杆I (6)連接， 剪杆II (4) 一端與下底板(2)鉸接，另一端與設在座椅面板(1)下端面滑道內的滑杆II (7) 連接，其特徵在於還設有減震支撐杆(8)、減震曲面板(9)和導向支撐輪(10)，導向支撐輪 (10)設置在下底板(2)的上端面，減震支撐杆(8)的一端與減震曲面板(9)的上端面固定連接，另一端通過轉軸(11)與剪杆I (3)的上端連接，減震曲面板(9)的下端面為內凹的曲面，減震曲面板(9)的下端面壓在導向支撐輪(10)上，在轉軸(11)上設有扭簧(12)，扭簧 (12 )的一端與剪杆I (3 )連接，另一端與減震支撐杆(8 )連接。
2.如權利要求1所述的一種車輛座椅非線性減震懸架，其特徵在於所述的減震曲面板(9)，其下端面為非線性曲面。
3.如權利要求1所述的一種車輛座椅非線性減震懸架，其特徵在於所述的減震曲面板(9)，其下端面中部的曲率大於兩端的曲率，並且減震曲面板(9)朝向轉軸的一端的曲率小於另一端的曲率。
4.如權利要求1所述的一種車輛座椅非線性減震懸架，其特徵在於所述的座椅面板 (1)上設有靠背(13)。
全文摘要
一種車輛座椅非線性減震懸架，在座椅面板下端面和下底板上端面分別設有兩個對稱的滑道，剪杆Ⅰ一端與座椅面板鉸接，另一端與設在下底板上端面滑道內的滑杆Ⅰ連接，剪杆Ⅱ一端與下底板鉸接，另一端與設在座椅面板下端面滑道內的滑杆Ⅱ連接，導向支撐輪設置在下底板的上端面，減震支撐杆的一端與減震曲面板的上端面固定連接，另一端通過轉軸與剪杆Ⅰ的上端連接，減震曲面板的下端面為內凹的曲面，減震曲面板的下端面壓在導向支撐輪上，在轉軸上設有扭簧，扭簧的一端與剪杆Ⅰ連接，另一端與減震支撐杆連接。懸架結構簡單、調整方便、車輛的隔振能力平均提高40％以上，且車速越高提高幅度越大。
文檔編號B60N2/54GK102431476SQ201110395749
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月4日 優先權日2011年12月4日
發明者付主木, 徐美玉, 李勳, 李小紅, 梁雲朋, 袁瀾, 高愛雲 申請人:河南科技大學